西屋電氣公司和Radiant公司正在開發一些世界上最小的反應堆。

對兩座新微型反應堆的資助可能會為偏遠地區帶來可靠的核能。西屋電氣公司（Westinghouse）為其eVinci微型反應堆獲得了300萬美元的資金，Radiant工業公司（Radiant Industries）為其Kaleidos微型反應堆獲得了200萬美元的資金，這兩筆資金均於11月由美國能源部（DOE）提供。

這筆資金將有助於這些公司為在美國能源部微型反應堆實驗示範專案（DOME）進行測試做好技術準備，DOME是美國首個微型反應堆試驗檯。該試驗檯目前正在愛達荷州黑腳鎮（Blackfoot）的愛達荷國家實驗室材料與燃料綜合設施（Idaho National Laboratory’s Materials and Fuels Complex）建設當中，預計於2026年完工。在試驗檯進行帶燃料實驗之前，這些公司必須進行一項名為詳細工程與實驗規劃（DEEP）的分析。

顧名思義，微反應堆產生的能量比傳統核反應堆少，其發電量為50兆瓦或更低，而大型核電廠的發電量為1吉瓦。模組化佈局、可靠的電力供應以及簡單的安裝，使得微反應堆成為缺乏傳統基礎設施的偏遠地區潛在的極具吸引力的能源來源。與大型反應堆不同的是，微反應堆不需要水冷系統。

與發電量最高達300兆瓦的小型模組化反應堆（SMRs）一樣，微反應堆相較於大型核電廠佔地面積更小、操作更加自動化且維護更少（https://spectrum.ieee.org/tag/small-modular-reactors）。小型模組化反應堆適合併入大型電網，而微反應堆可能最適合微電網或離網的農村地區、軍事基地、採礦作業，甚至未來的月球設施。

美國核學會（American Nuclear Society）執行長Craig Piercy表示，由於微反應堆具有便攜性、可快速部署以及可靠的零碳能源輸出等特點，其多功能性是無與倫比的。他說：“與需要不斷加油和充電的柴油發電機和電池相比，微反應堆具有顯著優勢。作為一種行動式清潔能源解決方案，微反應堆可能會給颶風受災地區的災後恢復工作帶來革命性變化，並加強軍事前哨站的再補給工作。”

微反應堆的燃料迴圈週期比傳統核反應堆更長，傳統核反應堆每一年半到兩年就必須更換燃料（https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/introduction/nuclear-fuel-cycle-overview）。eVinci微反應堆旨在連續八年產生5兆瓦的電量，而Kaleidos微反應堆的設計輸出功率為1.2兆瓦，持續時間為五年或更久（https://www.energy.gov/ne/articles/radiant-completes-study-first-kaleidos-microreactor-experiment）。

西屋電氣（Westinghouse）eVinci專案副總裁Leah Crider舉了一個例子，說明這種能力本可以提供關鍵的應急電力：2012年11月，一場猛烈的風暴襲擊了阿拉斯加的諾姆，這個港口社群被冰雪封鎖，無法接收當地柴油發電廠預定的冬季燃料運輸。數週後，美國海岸警衛隊（U.S. Coast Guard）終於穿過數百公里的海冰抵達了這個有3500名居民的小鎮。如果那裡有一個微反應堆的話，就可以輕鬆取代柴油發電廠（https://response.restoration.noaa.gov/about/media/supporting-winter-fuel-delivery-nome-alaska.html）。

“我們能夠提供清潔、持續且可靠的能源，”Crider說，“它本質上就是一個電池，在八年時間裡提供5兆瓦的電力而無需更換燃料。這確實是一個改變遊戲規則的選擇。”

eVinci（微反應堆）的被動式熱管冷卻設計利用數百根鹼金屬管來傳導石墨堆芯的熱量。這降低了冷卻劑損耗以及系統壓力升高帶來的其他風險。為了將反應堆產生的熱量轉化為電能，該微反應堆採用了開式布雷頓迴圈（open – air Brayton cycle），噴氣發動機和燃氣輪機也採用這種迴圈方式（https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/air-brayton-cycle）。

“eVinci的設計不依賴水來冷卻反應堆，它沒有壓力，也沒有可能洩漏的氣體，這降低了複雜性並大大提高了安全性，”Crider說。西屋電氣的工程師們最近將3.6米長的管道加熱到了800多攝氏度（https://info.westinghousenuclear.com/blog/evinci-microreactor-team-is-first-to-submit-safety-design-to-doe-on-path-to-deploy-a-test-reactor）。

去年，西屋電氣成為首個其儀器與控制平臺獲得美國核管理委員會（NRC）批准的微反應堆開發商。美國核管理委員會也接受了其主要設計標準。Crider表示，這些專題報告為eVinci將如何獲得許可奠定了基礎（https://www.nrc.gov/docs/ML2428/ML24283A136.pdf）。

她說：“對於一種不同於當前輕水反應堆執行體系的開創性反應堆設計而言，知道監管機構認可這種前進的道路是很重要的。”

一旦eVinci投放市場，機組將在工廠組裝好並裝入集裝箱運送給客戶。西屋電氣最近在其位於匹茲堡附近新建的8100平方米的設施內，用一個14500千克的演示機組測試了這種能力。該公司將為運往愛達荷州DOME（微反應堆實驗示範專案）的測試反應堆生產大約400根熱管（https://info.westinghousenuclear.com/news/westinghouse-launches-evinci-microreactor-accelerator-hub）。

“這是一次重要的演示，因為我們能夠從供應鏈獲取所有部件，進行垂直組裝，然後將其運送到賓夕法尼亞州，”Crider說。

eVinci已經引起了行業的興趣，首個公佈的客戶是加拿大的薩斯喀徹溫省研究理事會（Saskatchewan Research Council）。西屋電氣也正在探索新的應用，比如與Core Power公司合作的浮動核電站，以及根據兩份美國政府合同為月球基地和衛星提供動力的縮小版eVinci——AstroVinci。

西屋電氣和Radiant目前正在努力完成其初步的書面安全分析，這是它們能夠在愛達荷州的微反應堆實驗示範專案（DOME）展示測試機組之前的關鍵一步。兩家公司的目標都是在2030年左右將其微反應堆商業化，這將需要獲得美國核管理委員會（NRC）的許可。同時，DOME測試將提供關鍵的執行資料，以支援潛在的監管審批。